高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、建 筑 工 程 學(xué) 院 高 層 課 程 設(shè) 計(jì) 土木工程專業(yè)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)目 錄一、課程設(shè)計(jì)性質(zhì)及目的多層框架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)知識進(jìn)行課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，鞏固和進(jìn)一步掌握多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識，并為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)做必要準(zhǔn)備。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從收集資料、方案比較、設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖的全過程，培養(yǎng)學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。2.建筑設(shè)計(jì)說明2.1設(shè)計(jì)簡介 建筑設(shè)計(jì)是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)任務(wù)書的要求綜合考慮基地環(huán)境，使用功能，結(jié)構(gòu)施工，材料設(shè)備，建筑經(jīng)濟(jì)及建筑藝術(shù)等問題。著重解決建筑物內(nèi)部各種使用功能和使用空間的合

2、理安排，建筑與周圍環(huán)境，與各種外部條件的協(xié)調(diào)配合，內(nèi)部和外表的藝術(shù)效果。各個細(xì)部的構(gòu)造方式等。創(chuàng)造出既符合科學(xué)性又具有藝術(shù)的生產(chǎn)和生活環(huán)境。 建筑設(shè)計(jì)在整個工程設(shè)計(jì)中起著主導(dǎo)和先行的作用，除考慮上述各種要求以外，還應(yīng)考慮建筑與結(jié)構(gòu)，建筑與各種設(shè)備等相關(guān)技術(shù)的綜合協(xié)調(diào)，以及如何以更少的材料，勞動力，投資和時間來實(shí)現(xiàn)各種要求，使建筑物做到適用，經(jīng)濟(jì)，堅(jiān)固，美觀，這要求建筑師認(rèn)真學(xué)習(xí)和貫徹建筑方針政策，正確學(xué)習(xí)掌握建筑標(biāo)準(zhǔn)，同時要具有廣泛的科學(xué)技術(shù)知識。2.2建筑設(shè)計(jì)方案2.2.1建筑平面設(shè)計(jì)圖2.2.2建筑設(shè)計(jì)做法上人屋面做法：考慮屋頂上人的需要，采用女兒墻邊天溝內(nèi)排水溝，雙坡排水；屋面做法由下至

3、上依次為鋼筋混凝土屋面板（100mm），聚苯乙烯泡沫塑料保溫板（50mm），1:8水泥陶粒找坡層（平均厚80mm），1:3水泥砂漿找平層（20mm），SBS改性瀝青防水卷材，細(xì)石混凝土（30mm）。女兒墻構(gòu)造柱：女兒墻應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，構(gòu)造柱間距不宜大于4m，構(gòu)造柱應(yīng)伸至女兒墻頂并與現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂整澆在一起。墻體做法：外墻體均采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，外墻厚240mm，白色乳膠粉刷外墻面，水泥粉刷內(nèi)墻面；內(nèi)墻為蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊，厚240mm，雙面水泥粉刷。樓面做法：25mm硬木地板，地板格柵，20mm厚水泥砂漿找平層，100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，10mm厚水泥石膏砂漿打底。樓梯做

4、法：樓梯采用混凝土板式樓梯。散水做法：散水的坡度為4%，40厚C20細(xì)石混凝土，撒1：2水泥黃砂壓實(shí)抹光，120厚碎石或碎磚灌M2.5混合砂漿，每隔10m設(shè)伸縮縫一道，墻身與散水設(shè)10寬，瀝青砂漿嵌縫，散水面寬600。2.2.3材料選用混凝土：主體框架結(jié)構(gòu)采用C30混凝土鋼筋：縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋HRB400，其余采用熱軋鋼筋HPB300；墻體：內(nèi)外墻采用普通磚，其尺寸240mm115mm53mm，查荷載規(guī)范得=18 kN/m3；窗：鋼塑門窗，=0.45 kN/m；門：木門，=0.2kN/m；活荷載：上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.1kN/，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2kN/。3.結(jié)構(gòu)布置3.1結(jié)構(gòu)選型

5、結(jié)構(gòu)體系選型：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。屋面結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土上人防水屋面。樓面結(jié)構(gòu)：全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋。樓梯結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯。圖3.1結(jié)構(gòu)布置圖3.2構(gòu)件擬定尺寸3.2.1板截面尺寸擬定根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，板按塑性理論計(jì)算，本設(shè)計(jì)板厚取h=100mm。3.2.2梁截面尺寸擬定梁截面高度按跨度的1/81/12進(jìn)行估算，梁截面寬度取梁高的1/21/4。本方案中所計(jì)算的一榀框架框架主梁跨度分別為7200和8100。所以主梁截面高度：=（1/81/12）7200=900600mm =（1/81/12）8100=6751012mm取=800mm，=250mm

6、；次梁截面均取250mm400mm。3.2.3柱截面尺寸擬定 柱截面尺寸可根據(jù)式估算。該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級，其軸壓比限值；各層的重力荷載代表值近似取14，由圖可知邊柱及中柱的負(fù)載面積分別為8.1x7.2/2=28和(8.1x7.2+3x8.1)/2=41.31，取，n=3，由公式可得第一層柱截面面積為中柱 邊柱 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其它因素，架柱截面尺寸取值均為。4.框架計(jì)算簡圖及線剛度計(jì)算4.1確定框架計(jì)算簡圖（圖4.1） 框架計(jì)算單元如圖4.1所示，取一榀框架計(jì)算。假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離，底層柱高為

7、4.20m，其余各層柱高從樓面算至上一層樓面(即層高)，故均為3.30m。 圖4.1 計(jì)算簡圖及梁柱線剛度 4.2框架梁柱線剛度計(jì)算 對于中框架梁取I=2，而且兩邊對稱！計(jì)算取一半計(jì)算，所以 AB跨梁： BC跨梁： 底層柱： 取，則其余各桿的相對線剛度分別為： 5.豎向荷載荷載計(jì)算5.1計(jì)算單元計(jì)算單元及板上的豎向荷載傳遞示意圖如下所示： 圖5.1 板荷載示意圖5.2恒荷載計(jì)算5.2.1屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 屋面恒荷載（上人）保護(hù)層：30mm厚細(xì)石混凝土 220.030.66防水層：SBS改性瀝青防水卷材 0.4找平層：20mm厚1:3水泥砂漿 200.020.4找坡層：1:8水泥陶粒平均

8、厚50mm 140.050.70保溫層：50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板 0.50.050.025結(jié)構(gòu)層：100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 250.102.5 板底抹灰：10mm厚水泥石膏砂漿 140.010.14 合計(jì)： 4.83 梁自重 ：b h=250 800 梁自重： 25kN/0.25m(0.8m-0.1m)=4.38kN/m 抹灰層：10厚混合砂 0.01m(0.8m-0.1m)2+0.25m17kN/ =0.28kN/m 合計(jì)： 4.66kN/m ：bh=250mm400mm 梁自重： 25kN/0.25m(0.4m-0.1m)=1.88kN/m 抹灰層：10厚混合砂0.01m(0.4m

9、-0.1m)2+0.25m17kN/ =0.14kN/m 合計(jì)： 2.02kN/m 因此，作用在頂層框架梁上的線荷載為： 5.2.2中間層樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：25mm硬木地板： 0.2地板格柵： 0.220mm厚水泥砂漿找平層： 200.020.4100mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板： 250.102.510mm厚水泥石膏砂漿打底： 140.010.14合計(jì)： 3.44 AB、CD跨填充墻自重： 墻面粉刷 合計(jì)： 12.93kN/m因此，作用在中間層框架梁上的線荷載為： 4.66+12.93=17.59N/m 5.2.3屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 邊柱連系梁自重： 粉刷： 1.2米高120女兒墻

10、自重： 0.12181.28.1=17.5kN 抹灰層：10厚混合砂 0.021.2178.1=4.42kN 連系梁傳來屋面自重 合計(jì)： 127kN因此，頂層邊節(jié)點(diǎn)A集中荷載為： B邊柱連系梁自重： 粉刷： 連系梁傳來屋面自重： 合計(jì)： 226.57kN因此，作用在頂層中節(jié)點(diǎn)B集中荷載為： 5.2.4中間層樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： A邊柱連系梁自重： 40.5kN 粉刷： 2.27kN 塑鋼門、窗自重： 32.40.45= 3.24KN 門窗上下墻體自重 0.245.10.918= 19.83KN 粉刷： 0.0125.10.917=0.78kN 窗兩側(cè)墻體自重： 2.43.35.118=

11、 72.71KN 粉刷： 20.013.35.117= 5.72KN 框架柱自重： 0.50.5253.3=20.63KN 粉刷： 連系梁傳來樓面自重 62.6KN 合計(jì)： 226kN因此，中間層邊節(jié)點(diǎn)A集中荷載為： 中節(jié)點(diǎn)B連系梁自重： 20KN 粉刷： 1.17KN 窗兩側(cè)墻體自重： 2.43.35.118= 72.71KN 粉刷： 20.013.35.117= 5.72KN 框架柱自重： 0.50.5253.3=20.63KN 粉刷： 連系梁傳來樓面自重 205KN 合計(jì)： 300kN因此，中間層節(jié)點(diǎn)B集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 恒荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如下圖5所示。圖5.2 恒荷載作用結(jié)構(gòu)計(jì)

12、算簡圖5.3活荷載計(jì)算5.3.1屋面活荷載計(jì)算 線荷載：集中荷載： 5.3.2樓面活荷載計(jì)算 線荷載： 集中荷載： 活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如下圖5.3所示。圖5.3 活荷載作用簡圖6.豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算6.1恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算6.1.1荷載轉(zhuǎn)換： 因?yàn)榱荷虾奢d由矩形和梯形（或三角形）荷載組成，在求固端彎矩時可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形及三角形分布荷載化為等效均布荷載： 三角形荷載作用時： 所以，三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載： 屋面： 樓面： 6.1.2各桿桿端固端彎矩以及跨中彎矩計(jì)算： 桿端彎矩： 頂層： 中間層 6.1.3分層法梁端彎矩計(jì)算：圖6.1.1 頂層彎矩分層法計(jì)算過

13、程 圖6.1.2 中間層彎矩分層法計(jì)算過程 圖6.1.3 底層彎矩分層法計(jì)算過程6.1.4恒荷載分層法彎矩計(jì)算結(jié)果圖6.1.8 恒荷載作用下結(jié)構(gòu)最終彎矩圖6.1.5恒荷載作用下各層梁端剪力和柱軸力計(jì)算恒載作用下AB（CD）梁端剪力計(jì)算層號329.117.2104.83.4107.8101.8235.367.2127.32.2129.5125.1135.367.2127.33.75131123.3恒載作用下BC梁端剪力計(jì)算層號326.47339.7039.739.7219.43329.1029.129.1119.43329.1029.129.1 恒載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨

14、A柱B柱3107.8101.839.7200220.6227247.62129.5125.129.1420.6441.2547.6568.21131123.329.1641.2661.8868.2888.8 恒荷載作用下梁端剪力如圖6.1.9所示：圖6.1.9 恒荷載作用下梁端剪力圖 恒荷載作用下柱軸力如下圖所示：圖6.1.10恒荷載作用下柱軸力圖6.2活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算6.2.1荷載轉(zhuǎn)換： 因?yàn)榱荷虾奢d由矩形和梯形（或三角形）荷載組成，在求固端彎矩時可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形及三角形分布荷載化為等效均布荷載：所以，把梯形荷載或三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載： 屋面： 樓面： 6.2.2

15、各桿桿端固端彎矩以及跨中彎矩計(jì)算： 桿端彎矩： 6.2.3分層法梁端彎矩計(jì)算：圖6.2.1 活載分層法頂層計(jì)算過程 圖6.2.2 活載分層法中間層計(jì)算過程 圖6.2.3 活載分層法底層計(jì)算過程圖6.2.7 活荷載作用下結(jié)構(gòu)最終彎矩圖6.2.4活荷載作用下梁剪力、柱軸力計(jì)算： 活荷載作用下的梁剪力圖如下：圖6.2.8 活荷載作用下的梁剪力圖 活荷載作用下的柱軸力圖如下：圖6.2.9 活荷載作用下柱軸力圖7.水平風(fēng)荷載計(jì)算7.1風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式，基本風(fēng)壓w0=0.55KN/m2；由荷載規(guī)范查得矩形截面取，因?yàn)楦叨菻=10.8m30m，可取。將風(fēng)荷載轉(zhuǎn)換為作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載

16、，計(jì)算過程如下表所示。表中z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度，A為一榀框架各節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積。 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算過程：樓層31.01.310.80.740.3526.735.8621.01.37.50.740.3526.735.8611.01.34.20.740.3543.027.5 風(fēng)荷載作用簡圖如下圖所示：圖7.1.1 風(fēng)荷載作用簡圖7.2柱的剪力計(jì)算 用D值法進(jìn)行水平風(fēng)荷載作用下柱的剪力計(jì)算： 柱的側(cè)移剛度，式中柱側(cè)移剛度修正系數(shù)的取值見下表：樓層簡圖K一般層柱 底層柱 D值求出來之后，假定同一樓層各柱的側(cè)移相等，可得各柱的剪力為：7.3柱反彎點(diǎn)高度比計(jì)算 反彎點(diǎn)高度比計(jì)算過程見下表：樓層A柱(

17、同D柱)B柱（同C柱）第3層 y=0.445 y=0.45第2層 y=0.495 y=0.50第1層 y=0.555 y=0.557.4風(fēng)荷載柱端彎矩計(jì)算 根據(jù)求得各柱的剪力以及反彎點(diǎn)高度比，求出各柱的的柱端彎矩如下：樓層A柱（）B柱（）第3層第2層第1層7.5風(fēng)荷載梁端彎矩計(jì)算由節(jié)點(diǎn)平衡求得各梁端彎矩如下表：梁跨跨 樓層321AB跨（）BC跨（） 7.6風(fēng)荷載梁剪力計(jì)算由梁端彎矩求得梁的剪力如下表：剪力跨 樓層321（kN）-1.58-4.15-6.43（kN）-1.58-4.15-6.43（kN）-1.01-2.69-8.20（kN）-1.01-2.69-8.20其中 CD跨同AB跨7.8

18、風(fēng)荷載梁、柱內(nèi)力圖風(fēng)荷載作用下梁、柱的彎矩、剪力如下：圖7.1.2 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)彎矩圖圖7.1.3 風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)剪力圖8.地震作用水平荷載計(jì)算重力荷載代表值匯總?cè)缦拢簶菍又亓奢d代表值（kN）總和（kN）第一層890023400第二層7600第三層69008.2地震作用下的剪力計(jì)算：反應(yīng)譜底部剪力法計(jì)算底部剪力 底部剪力計(jì)算： 式中：相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值。 頂點(diǎn)附加地震作用系數(shù)。當(dāng)1.4時，取=0. 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點(diǎn)應(yīng)取總重力荷載代表值，多質(zhì)點(diǎn) 可取總重力荷載代表值的85%。 分別為集中于質(zhì)點(diǎn)i、j的重力荷載代表值。 分別為質(zhì)點(diǎn)i、j的計(jì)算高度。結(jié)構(gòu)基本

19、自振周期： 用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算建筑物的橫向周期： 根據(jù)場地類別及設(shè)計(jì)地震分組設(shè)計(jì)特征周期值?。?根據(jù)規(guī)定，阻尼調(diào)整系數(shù)，所以，地震影響系數(shù)： 因?yàn)?.350.55，所以，頂點(diǎn)附加地震作用系數(shù)： 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載：各層剪力計(jì)算過程及結(jié)果如下表：樓層3890010.8961200.487全列為100.2548.2276009.5722000.36636.69169004.2289800.14714.74地震荷載作用簡圖如下： 8.2.1 風(fēng)荷載作用簡圖8.3地震荷載各柱剪力計(jì)算樓層A柱(同D柱)B柱（同C柱）第3層 第2層 第1層 8.4柱反彎點(diǎn)高度比計(jì)算 反彎點(diǎn)高度比計(jì)算過程見下表：樓層A柱(同D

20、柱)B柱（同C柱）第3層 y=0.45 y=0.45第2層 y=0.50 y=0.50第1層 y=0.58 y=0.558.5地震荷載柱端彎矩計(jì)算 根據(jù)求得各柱的剪力以及反彎點(diǎn)高度比，求出各柱的的柱端彎矩如下：樓層A柱（）B柱（）第3層第2層第1層8.6地震荷載梁端彎矩計(jì)算 由節(jié)點(diǎn)平衡求得各梁端彎矩如下表：梁跨跨 樓層321AB跨（）BC跨（） 8.7地震荷載梁剪力計(jì)算由梁端彎矩求得梁的剪力如下表：剪力跨 樓層321（kN）-5.42-13.06-19.83（kN）-5.42-13.06-19.83（kN）-3.53-8.47-12.93（kN）-3.53-8.47-12.93其中 CD跨同A

21、B跨由梁端剪力求得柱的軸力如下表：軸力跨樓層321（kN）-5.42-18.48-38.31（kN）-1.89-5.41-6.98.9地震荷載內(nèi)力圖 地震荷載作用下的結(jié)構(gòu)彎矩，剪力軸力圖：圖8.9.1 地震荷載作用下結(jié)構(gòu)彎矩圖圖8.9.2 地震荷載作用下結(jié)構(gòu)剪力圖圖8.9.3 地震荷載作用下柱軸力圖9.荷載組合9.1內(nèi)力調(diào)幅 考慮抗震需要，梁端應(yīng)該先于柱端出現(xiàn)塑性絞，故對于豎向荷載下的梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)取=0.8，并相應(yīng)地增大跨中彎矩： 梁端、梁中彎矩按一下公式進(jìn)行調(diào)幅： 梁端彎矩： 梁中彎矩：，式中， M為按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩。9.1.1恒荷載作用下彎矩調(diào)幅：樓層位置第三層481

22、18.665.1227.5214.86第二層76130.694.422.810.92第一層7996130.694.422.810.92 梁端彎矩調(diào)幅結(jié)果如下表：9.1.2活荷載作用下彎矩調(diào)幅：樓層位置第三層23.0428.8424.810.165.01第二層46.455.424.315.529.14第一層49.649.64815.529.14梁端彎矩調(diào)幅結(jié)果如下表：9.2.荷載效應(yīng)組合：9.2.1荷載效應(yīng)組合分類： 無地震作用組合時的效應(yīng)組合 式中：無地震作用組合時的荷載總效應(yīng)； 永久荷載的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； 樓面活荷載的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； 風(fēng)荷載的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； ，分別相應(yīng)于上述荷載效應(yīng)的分項(xiàng)

23、系數(shù)； ，風(fēng)別為樓面活荷載和風(fēng)荷載組合系數(shù)，在高層建筑中， 無地震作用時，取。 有地震作用組合時的效應(yīng)組合 式中：S結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)值，包括組合的彎矩、軸向力和剪 力設(shè)計(jì)值等； ，分別為重力荷載、水平、豎向地震作用、風(fēng)荷 載分項(xiàng)系數(shù)； 重力荷載代表值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； 水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整 系數(shù)； 豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整 系數(shù)； 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； 風(fēng)荷載組合值系數(shù)，一般結(jié)構(gòu)取0.0，有地震作用效應(yīng)組合時取 0.2。 荷載組合情況及分項(xiàng)、組合系數(shù)見下表：類型組合情況豎向荷載水平地震所用豎向地震作用風(fēng)荷載無地震作用豎向

24、荷載1.21.400豎向荷載和風(fēng)荷載1.21.41.41.0有地震作用重力荷載和水平地震1.21.30重力荷載、水平地震和風(fēng)荷載1.21.301.40.29.2.2承載力極限狀態(tài)的內(nèi)力組合如下表： 第三層梁內(nèi)力組合： 第二層梁內(nèi)力組合：第一層梁內(nèi)力組合： 柱剪力組合： A軸柱彎矩和軸力組B軸柱彎矩和軸力組合：10.截面設(shè)計(jì) 本工程高度為10.8m，抗震設(shè)防烈度為7度，場地類別為二類，由抗震規(guī)范知，決定抗震構(gòu)造措施時選用烈度為7度，框架抗震等級為二級。本工程框架混凝土均采用C30，主筋采用HRB400級鋼筋，箍筋采用HPB300級鋼筋。由滬寧圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范知混凝土及鋼筋強(qiáng)度如下：混凝土強(qiáng)度鋼筋強(qiáng)

25、度、C3014.320.11.432.01HPB300270HRB400360 底層柱的軸壓比： A柱： C柱： D柱： 滿足規(guī)范給出的最大軸壓比限值。 構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)： 梁受彎 偏壓柱 受剪（梁、柱節(jié)點(diǎn)） 10.1梁截面設(shè)計(jì)10.1.1梁正截面抗彎配筋 以首層AB跨和BC跨為例，說明梁正截面設(shè)計(jì)的計(jì)算方法和過程。 選取最不利內(nèi)力 從首層梁內(nèi)力組合表中選取如下最不利內(nèi)力： 梁AB左端 M=-224.3kNm V=242.04kN 跨中 M=226.16.kNm 右端 M=-208kNm V=-226.36kN 梁BC左端 M=-69.09kNm V=75.87kN 跨中 M=29.8k

26、Nm 右端 M=-69.09kNm V=-75.9kN 1）梁AB跨中正彎矩配筋 設(shè)，則，由混凝土強(qiáng)度等級和鋼筋等級求截面 抵抗矩系數(shù)： 相對受壓區(qū)高度比：，可以。 內(nèi)力矩的內(nèi)力臂系數(shù)： 所以， 選用2C20，。 驗(yàn)算使用條件： ，同時，可以。 梁AB兩端負(fù)彎矩配筋： 由于梁AC兩端負(fù)彎矩幾乎相等，在此就取較大的進(jìn)行計(jì)算配筋，兩端配筋相同。 取M=-224.3kNm因?yàn)檎龔澗睾土憾素?fù)彎矩大小差不多，取2C20 驗(yàn)算是否滿足二級抗震要求： ，滿足二級抗震要求； ，滿足二級抗震要求。 綜上，梁AC梁端配筋為： 上部：2C20 下部：2C20 2）梁BC跨中正彎矩配筋 設(shè)，則，由混凝土強(qiáng)度等級和鋼筋

27、等級求截面 抵抗矩系數(shù)： 相對受壓區(qū)高度比：，可以。 內(nèi)力矩的內(nèi)力臂系數(shù)： 所以， 選用2C14，。 驗(yàn)算使用條件： ，同時，可以。 其他各層梁截面設(shè)計(jì)見下表：樓層 梁截面相關(guān) 系數(shù)截面彎矩（支座）截面抵抗拒系數(shù)相對受壓區(qū)高度比（0.550）內(nèi)力臂系數(shù)鋼筋截面面積配筋3AB左支座截面-98.40.1290.1390.932413.82C16（402）跨中截面175.560.1010.1070.9474112C16（402）右支座截面-117.060.1180.1260.9374452C16（402）BC左支座截面-72.970.1180.1260.937540.82C16（402）跨中截面52

28、.350.0850.0890.978316.72C14（308）右支座截面-128.150.2070.2340.8833982C16（402）2AB左支座截面-200.430.1340.1440.928964.22C20（628）跨中截面114.020.1020.1080.9466432C20（628）右支座截面-195.870.1310.1410.9305982C20（628）BC左支座截面-81.750.1320.1410.9303852C16（402）跨中截面55.730.0900.0940.9533122C14（308）右支座截面-143.910.2330.2690.8654152C1

29、6（402）10.1.2梁斜截面抗剪設(shè)計(jì) 1）梁AB斜截面抗剪設(shè)計(jì) 以首層AB跨和BC跨為例，說明梁正截面設(shè)計(jì)的計(jì)算方法和過程。 將組合的軸線剪力轉(zhuǎn)換為控制截面處的剪力： 按最大剪力進(jìn)行截面配筋計(jì)算 地震效應(yīng)作用下，根據(jù)強(qiáng)剪弱彎原則對剪力進(jìn)行調(diào)整： 抗剪計(jì)算截面驗(yàn)算： 滿足要求。 驗(yàn)算是否需要按計(jì)算配筋： ，故需按計(jì)算配筋。 本設(shè)計(jì)只配箍筋，不配彎起鋼筋，有： 采用雙肢箍8200，實(shí)有，可以。 箍筋配筋率，可以。 所以，加密區(qū)配筋為8100，非加密區(qū)為8200。 2）梁BC斜截面抗剪設(shè)計(jì) 將組合的軸線剪力轉(zhuǎn)換為控制截面處的剪力： 按最大剪力進(jìn)行截面配筋計(jì)算 根據(jù)強(qiáng)剪弱彎原則對剪力進(jìn)行調(diào)整： 抗

30、剪計(jì)算截面驗(yàn)算： 滿足要求。 驗(yàn)算是否需要按計(jì)算配筋： ，故需按計(jì)算配筋。 本設(shè)計(jì)只配箍筋，不配彎起鋼筋，有： 采用雙肢箍8200，實(shí)有，可以。 箍筋配筋率，可以。梁跨 結(jié)果調(diào)整后控制截面剪力計(jì)算結(jié)果計(jì)算配箍構(gòu)造配箍加密非加密加密非加密 所以，加密區(qū)配筋為8100，非加密區(qū)為8200。3AB跨164.40140.140.16581008200BC跨108.8890.090.199810082002AB跨164.44140.140.16581008200BC跨117.4690.090.290810082001AB跨177.01140.140.25181008200BC跨123.6090.090.

31、3558100820010.2框架柱截面設(shè)計(jì)10.2.1框架柱正截面受壓承載力設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)選取底層框架柱（A軸柱，C軸柱，D軸柱）為例，進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，設(shè)計(jì)正截面配筋。 A軸柱： 由A軸柱彎矩和剪力組合表知，選取M最大、N最大時的兩組不利組合， 為：M=122.59kNm ， N=907.275kN 和 M=20.481kNm ， N=1017.5kN 1）柱軸壓比驗(yàn)算 用最大軸力設(shè)計(jì)值，滿足要求。 2）柱正截面承載力計(jì)算 按及相應(yīng)的N計(jì)算 為體現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的原則，對于二級框架，梁、柱端彎矩應(yīng)符合下述公式要求： 式中： 節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和，上下柱端的彎矩設(shè)計(jì)

32、值，可按彈性分析分配； 節(jié)點(diǎn)左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和。 由于地震的往復(fù)作用，兩個方向的彎矩設(shè)計(jì)值均應(yīng)滿足要求。當(dāng)柱子考慮順時針彎矩之和時，梁應(yīng)考慮逆時針方向彎矩之和，反之亦然。 由柱的彎矩和軸力組合表知： 底層A軸柱框架節(jié)點(diǎn)梁端彎矩值之和： 底層A軸柱框架節(jié)點(diǎn)梁端彎矩值之和： 因?yàn)椋?所以取，再將節(jié)點(diǎn)彎矩分配給二層柱底和底層柱頂： 偏心距計(jì)算 軸向力對截面重心的偏心距： 附加偏心距： 所以，初始偏心距： 因?yàn)橹拈L細(xì)比，故需要考慮偏心距增大系數(shù)。 又， 而，所以取，所以取。 所以， 所以，軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋合力點(diǎn)之間的距離： 本設(shè)計(jì)采用對稱配筋 截面相對受壓區(qū)高度

33、比：，所以，截面屬于大偏壓。 所以，鋼筋面積： 按構(gòu)造配筋: 按軸力N最大及對應(yīng)的M一組進(jìn)行計(jì)算，又因?yàn)樗胶奢d等效，故不必進(jìn)行調(diào)整。 軸向力對截面重心的偏心距： 所以，初始偏心距： 偏心距增大系數(shù)： 所以，軸向力作用點(diǎn)至受拉鋼筋合力點(diǎn)之間的距離： 又，,所以截面屬于小偏壓。 小偏壓柱截面相對受壓區(qū)高度比： 所以，按構(gòu)造配筋，且應(yīng)滿足且滿足 ，。 綜合以上兩種計(jì)算結(jié)果，而且要滿足最小配筋率要求，所以，配筋如下： 單側(cè)配筋：4C16， 總配筋率：，滿足要求。 各層柱配筋見下表：樓層柱大/小偏壓（=138mm）實(shí)配鋼筋三層A117.80291.50.0894246.61.01.01.03646.7

34、2436.7 大475.18044C16B118.16368.310.1123406.61.01.01.04563.6353.6 大377.98044C16二層A124.33634.780.1932166.61.01.01.06438.96229.0 大117.68044C16B134.18877.850.2671736.61.01.01.08396.84186.8大-13.28044C16一層A122.59907.2750.2761558.41.01.01.15388.25178.3大-61.18044C16B114.481391.20.4231028.41.01.01.23335.4612

35、5.5 小-301.08044C16 3）柱斜截面抗剪承載力計(jì)算 由A軸柱剪力組合表知，A軸底層柱剪力 柱剪力設(shè)計(jì)值： 截面驗(yàn)算： ， 截面滿足要求。 偏心受壓構(gòu)件截面剪跨比：，所以取。 驗(yàn)算截面是否需要計(jì)算配筋： 所以，僅需要構(gòu)造配筋，二級抗震時柱端箍筋加密區(qū)構(gòu)造要求如下： 箍筋加密區(qū)長度為： 上端： 下端(底層柱根)： 箍筋最大間距為： 上端： 下端(底層柱根)： 箍筋最小直徑： 8mm 所以，本設(shè)計(jì)選配：雙肢箍，加密區(qū)8100，非加密區(qū)8150. 根據(jù)截面的配筋驗(yàn)算，以及以上舉例計(jì)算過程和結(jié)果可以明顯看出，本設(shè)計(jì)柱的配筋可均取構(gòu)造配筋，選配雙肢箍，加密區(qū)8100，非加密區(qū)8150.內(nèi)部資

36、料僅供參考9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpaz

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